Les défis des réacteurs nucléaires à neutrons rapides (RNR) refroidis au sodium

Le 21 décembre 2024

Réacteurs à neutrons rapides (RNR)

Les défis des réacteurs nucléaires à neutrons rapides (RNR) refroidis au sodium

 

Le nucléaire, pilier de la transition énergétique, continue de repousser les frontières de l’innovation. Parmi les technologies les plus avancées, les réacteurs à neutrons rapides (RNR) refroidis au sodium se distinguent par leur capacité à valoriser le combustible usé et à réduire les déchets radioactifs.

Mais cette révolution énergétique n’est pas sans défis. Le sodium liquide, utilisé comme fluide caloporteur, est à la fois un atout technologique et une source de risques, notamment en raison de sa réactivité chimique élevée avec l’eau et l’air. Alors, comment ces réacteurs conjuguent-ils promesses et contraintes ?

Plongez avec nous dans l’univers fascinant et complexe des RNR refroidis au sodium qui présente des défis liés à sa réactivité chimique élevée.

 

 

Propriétés chimiques liées à l’inflammabilité du sodium

 

• Propriétés chimiques : Le sodium métallique est hautement réactif. Il s’oxyde rapidement au contact de l’air, formant une couche de Na₂O ou Na₂O₂, et peut s’enflammer spontanément à une température relativement basse (environ 120°C à 250°C selon les conditions).

• Réaction avec l’eau : Le sodium réagit violemment avec l’eau, même en petite quantité, produisant de l’hydroxyde de sodium (NaOH) et du dihydrogène (H₂). Ce dernier est inflammable et peut entraîner des explosions.

2Na + 2H₂​O → 2NaOH + H₂​ (gaz)

• Risque en présence d’air humide : En cas de fuite, le sodium liquide en contact avec l’air humide peut s’enflammer spontanément, formant des flammes caractéristiques de couleur jaune due à la présence d’atomes de sodium excités.

 

 

Gestion du risques dans les réacteurs RNR

 

Pour limiter les risques liés à l’inflammabilité du sodium, les réacteurs RNR mettent en œuvre plusieurs mesures de sécurité, avec des systèmes de confinement  pour que le sodium soit contenu dans des circuits étanches pour minimiser son contact avec l’air ou l’eau.

Plusieurs enceintes de confinement doivent être prévues autour des circuits primaires pour contenir, tout type d’incident.

 

 

Instrumentation de préférence auto-pilotée

 

Pour garantir la surveillance permanent en temps réel des températures, des pressions, et des éventuelles fuites dans le circuit caloporteur.

La détection des fuites de sodium par capteurs spécifiques détectant l’oxydation ou l’inflammation.

 

 

Systèmes de protection contre la combustion spontanée

 

L’utilisation de gaz inertes tel que l’argon, dans les zones où le sodium pourrait être en contact avec l’atmosphère, pour limier les phénomènes de combustions ou explosions spontannées.

Ce type d’Installation nucléaire doit comprendre des dispositifs adaptés pour éteindre les incendies de sodium, qui ne peuvent pas être éteints avec de l’eau mais nécessitent des poudres spécifiques comme le carbonate de sodium, ou l’extinction par inertage avec des gaz inertes.

Vous l’aurez compris pour ce faire une conception robuste est primordiale, les matériaux utilisés pour le circuit primaire et secondaire doivent résister à la corrosion et à la réactivité chimique du sodium.

 

Conclusion

 

Les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium incarnent une vision audacieuse de l’énergie nucléaire : celle d’un futur de la filière nucléaire plus durable, où les ressources sont exploitées de manière optimale en brulant les produits de fissions pour réduire les déchets la quantité de déchets radioactifs.

Pourtant, leur développement soulève des questions cruciales liées à la sécurité et à la maîtrise de la technologie. À l’intersection de l’innovation, de la gestion des risques, du coûts pour ces réacteurs invitent à une réflexion collective sur l’équilibre entre progrès scientifique et précaution.

Si le sodium liquide est un défi, il est possiblement la clé pour transformer une vision ambitieuse en une réalité énergétique.

Toutefois l’inflammabilité du sodium liquide constitue un défi majeur pour les réacteurs RNR, mais les technologies modernes et les mesures de sécurité sont possiblement la clé pour transformer une vision ambitieuse en une réalité énergétique, avec un enjeu majeur contenir les risques de corrosion et de combustion spontanée.

 

Christophe, NAVARRO, Auteur
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